В процессе производства масла, спредов и другой высокожирной продукции ее составные части остаются на поверхности оборудования в виде гомогенной жировой фазы. Состав таких загрязнений зависит от используемых жировых компонентов, соотношения молочного и растительных жиров, а также от вводимых наполнителей в соответствии с рецептурой. На основе рецептуры продукта и технологии его получения на каждом отдельном этапе производства могут быть предложены эффективные моющие средства со специально подо- бранным составом химических компонентов. Известно, что для гидролиза белковых загрязнений необходимы щелочные электролиты, а для улучшения смачивания поверхности, снижения поверхностного натяжения и рас- щепления, эмульгирования жиров – поверхностно-активные вещества (ПАВ). Немаловажную роль в моющем действии играют комплексообразователи. Снижение коррозионного действия на материал оборудования достигается путем введения в моющую композицию антикоррозиантов.

Как правило, санитарную обработку оборудования выполняют в два этапа. Вначале проводят мойку растворами щелочных моющих средств, затем ополаскивают водой и дезинфицируют. Эти процессы можно совместить, если использовать моющедезинфицирующие средства. Применение таких препаратов позволяет не только сократить продолжительность санитарной обработки оборудования, но и значительно снизить энергозатраты, водопотребление, облегчить проведение самого процесса и повысить культуру производства. Для технических моющих средств (ТМС) представляют интерес четвертичные аммониевые соединения (ЧАС), поскольку они обладают хорошей растворимостью в воде, эмуль- гирующей и смачивающей способностью, снижают поверхнос тное натяжение, устойчивы в кислой и щелочной средах. Антимикробная активность ЧАС обусловлена прочной адсорбцией молекул ПАВ и нарушением дыхательной функции микробных клеток. Благодаря своей бактерицидной способности, которая значительно повышается в соединении с неионогенными ПАВ, ЧАС являются рациональными компонентами для создания ТМС с дезинфицирующим действием.

Отличительной особенностью ТМС для мойки пищевого оборудования, в том числе и молочного, является необходимость наличия в их составах щелочных электролитов. В результате экспериментов с использованием счетчика Коултера установлено, что растворы гидроксида, метасиликата и карбоната натрия образуют с молочным жиром грубодисперсные эмульсии с размером жировых шариков в пределах 55,7– 68 мкм. Эти эмульсии быстро расслаиваются и вновь адсорбируются на поверхности, что указывает на слабую эмульгирующую способность электро- литов по отношению к молочному жиру, т. е. растворы электролитов, хорошо растворяя белки, плохо смывают жировые загрязнения. Кроме того, электролиты, обладая высоким поверхностным натяжением, не обеспечивают полноты смачивания очищаемой поверхности. В процентном отношении степень эмульгирования молочного жира, определяемая по общепринятой методике путем экстракции жира из 1%-ных растворов электролитов смесью растворителей, составила 8–12 % для гидроксида натрия, 5–7 % – для метасиликата натрия и 1–3 % – для карбоната натрия. Поскольку в отложениях на поверхности оборудования присутствует жировая фракция в виде смеси молочного и растительных жиров, были проведены исследования по воздействию на степень ее эмульгирования различных видов и концентраций ПАВ. Они являются дополнительным, но очень важным фактором в этом процессе. Это диктовалось в первую очередь степенью гидролиза жира в них.

В отличие от щелочных электролитов, растворы ПАВ образуют с мо- лочным жиром тонкодисперсную эмульсию, в которой размер жировых шариков на 60–70 % составляет от 1 до 10 мкм, реже в зависимости от вида ПАВ – до 19,6 мкм. Полученные данные свидетельствуют о том, что для повышения моющей способности щелочных электролитов по отношению к белково-жировым отложениям (БЖО) необходимо добавлять к ним ПАВ.

В присутствии ПАВ моющий раствор (электролит – вода – ПАВ) приобретает совершенно иные физико- химические свойства. Во-первых, это низкое поверхностное натяжение растворов, что обеспечивает полноту смачивания ими обрабатываемой поверхности. Во-вторых, наличие ПАВ в растворе электролита способствует эмульгированию жировой части молочного отложения. ПАВ используют в целях повышения смачивания загрязненной поверхности оборудова- ния раствором щелочного электролита и соответственно обеспечения требуемой степени растворения БЖО за счет эмульгирования и гидролиза жировой фракции отложения и перевода ее в моющий раствор в виде мелкодисперсной эмульсии. В результате исследований установлено, что эмульгирующая способность рациональных ПАВ по отношению к исследуемой смеси жиров со- ставляла 68–92 % в зависимости от вида ПАВ и их концентраций. Соответственно и степень гидролиза молочных БЖО возросла до 65–96 % при воздействии на них различными концентрациями щелочных электролитов в смеси с ПАВ. Классический технологический процесс санитарной обработки оборудования и трубопроводов состоит из 5 циклов: ополаскивания водой от остатков продукта, мойки щелочным раствором, ополаскивания водой от остатков щелочного раствора до нейтральной реакции, дезинфекции раствором дезинфектанта и ополаскивания водой от его остатков. Общая продолжительность санитарной обработки составляет 30–60 мин в зависимости от габаритов емкостного оборудования и протяженности трубопроводов, что снижает полезное время его эксплуатации в производственном процессе. Поэтому очень важно сокращение времени на эту операцию.

Создание моющего средства с дезинфицирующим действием на основе ЧАС предполагало проведение экспериментов по рациональному подбору компонентов как по моющей, так и по дезинфицирующей способности, изучению его стабильности для определения срока хранения, проведению производственной апробации и на базе полученных результатов разработке соответствующей инструкции по применению в молочной отрасли. Как следует из полученных данных, решающим фактором антимикробной активности по отношению к условнопатогенной микрофлоре является концентрация бактерицида – катионного ПАВ – алкилдиметилбензилам- моний хлорида. Присутствие неионогенного ПАВ при достаточно низких концентрациях необходимо для улучшения смачиваемости и усиления степени эмульгирования жировой фрак- ции загрязнения. В результате проведенных экспериментов была создана рецептура «Катрил-МД-1». Как и следовало ожидать, в присутствии органических веществ, а именно белково- жировой фракции молочного отложения, биоцидная активность растворов этого средства снижается, но незначительно (на 0,05–0,1 %). Это явление свойственно всем средствам, обладающим одновременно и моющим, и дезинфицирующим действием. Судя по полученным данным, бактерицидные свойства средства возрастают пропорционально увеличению температуры. Из всех тестируемых микроорганизмов, на которых проводили испытания, наиболее устойчивыми оказались Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus и E. coli. С учетом того что циркуляционная мойка емкостного оборудования и трубопроводов осуществляется пре- имущественно при температурах 40– 65 °С, минимально необходимая концентрация растворов «Катрил-МД-1», вызывающая гибель патогенной микрофлоры, составляет 0,6–0,7 % (по препарату) (рис. 1).



Рекомендуемый концентрационный режим технологии санитарной обработки различен для разных видов оборудования и определяется пересечением кривых с осью ординат на уровне, соответствующем КМАФАнМ не более 100 колоний в 1 мл смыва, согласно требованиям СанПиН. Все, что выше, – неприемлемо. Поскольку щелочной основой средства является карбонат натрия (каль- цинированная сода), препарат можно использовать как для ручного, так и для циркуляционного способов санитарной обработки оборудования. В последние годы в молочной отрасли наметилась тенденции к ис- пользованию жидких ТМС. Это обусловлено удобством применения жидких препаратов в централизованных циркуляционных системах мойки с дозирующими устройствами, что обеспечивает постоянное поддержание концентрации рабочих моющих растворов на требуемом уровне, а самое главное – полнотой растворения концентратов в воде. Кроме электролитов, ПАВ и комплексообразователей, в жидкие ТМС необходимо вводить ингредиенты, обеспечивающие стабильность рН рабочих растворов (буферы), товарный вид (прозрачность, отсутствие осадка). Немаловажным фактором для ТМС являются их антикоррозионные свойства, что достигается введением в рецептуры особых компонентов, устойчивых к высокощелочным средам, какими являются гидроокись натрия и метасиликат натрия. Дезинфи- цирующая способность средства достигалась введением в щелочную смесь ЧАС, обладающих бактерицидностью и устойчивостью в щелочной среде. Бактерицидность растворов созданного средства «Катрил-Д» оценивалась на 7 условно-патогенных культурах микроорганизмов. Установлено, что рабочие растворы ТМС «Катрил-Д» обладают бактери- цидными свойствами по отношению к условно-патогенной микрофлоре в концентрациях 0,6–1,0 % по препара- ту и экспозиции не менее 20 мин. В зависимости от состояния, состава и количества загрязнения, вида и шероховатости очищаемой поверхности продолжительность воздействия рабочих растворов препарата может быть увеличена до 25–40 мин. Отмечено, что при 2–3%-ной концентрации рабочих растворов гибель микроорганизмов наблюдалась через 10–12 мин.



Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что дезинфицирующее средство с моющим эффектом «Катрил-Д» в концентрациях 0,8–1,0 % может быть использовано для одновременной мойки и дезинфекции резервуаров, трубопроводов, маслодельного оборудования, оборудования сметанно-творожных цехов и прочих объектов молочного производства. При концентрациях 1,2– 1,8 % ТМС эффективен для удаления загрязнений и санитарной обработки резервуаров, заквасочников, ванн ВДП, т. е. тех видов молочного оборудования, где возможно образова- ние трудноудаляемых загрязнений в результате тепловой обработки молочных продуктов. Наличие гидроокиси натрия в составе «Катрил-Д» предполагает применение его для циркуляционного способа санитарной обработки оборудования. Преимущество предлагаемой технологии совмещенной мойки и дезинфекции оборудования с применением препаратов «Катрил-МД-1» и «Катрил-Д» по сравнению с традиционными способами санитарной обработки для аналогичных целей представлено в виде циклограммы на рис. 2. Продолжительность, расход электроэнергии и воды разработанным способом санитарной обработки (Б) на 51 % ниже, чем при общепринятом (А) способе. Предлагаемый технологический режим мойки позволяет исключить стадии кислотной обработки и ополаскивания, в результате чего достигаются экономический эффект и сокращение продолжительности процесса мойки. На основе математического моделирования обоснована и усовершенствована технология совмещенной мойки и дезинфекции емкостного оборудования, задействованного в технологических линиях производства масла, сметаны, сыров, творога и творожных изделий, а также различных видов фасовочного оборудования. Выявлено взаимное влияние ЧАС и неионогенных ПАВ на степень гидролиза смеси жиров и биоцидную активность смеси. Установлено, что присутствие неионогенного ПАВ усиливает бактерицидность ЧАС в 5–6 раз, а степень гидролиза белково-жировых загрязнений в комплексе со щелочными солями натрия при этом достигает 85–95 %. Технологический режим, обеспечивающий гибель условно-патогенной микрофлоры на 99,99–100 %: температура моющего раствора 30–45 °С при ручном способе мойки и 50– 70 °С – при рециркуляционном способе, рациональная концентрация – в пределах 0,6–0,8 % при продолжительности контакта с обрабатываемой поверхностью 15–25 мин в зависимости от вида оборудования. Разработанные в ГНУ ВНИМИ дезинфицирующие средства с мою- щим эффектом «Катрил-МД-1» и «Катрил-Д» зарегистрированы Роспотребнадзором в качестве дезинфекционных средств, а инструкции по их применению согласованы Государственным научным учреждением ВНИМИ и ФГУН НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора.